اکتبر
سنکرون ژنراتور
پروژه های انجام شده توسط شرکت ماه صنعت در ارتباط با دیزل ژنراتور را اینجا ببینید
برخی اوقات به دلیل تغییر در میزان مصرف‌کننده، قطعی‌های اضطراری و تعمیر و نگه داری، ژنراتورها از سیستم قطع و مجدد به شبکه توان متصل می‌شوند. .
قبل از این اتصال مجدد باید پارامترهای ژنراتور را با پارامترهای شبکه همگام سازی یا سنکرون کرد که نیاز به سنکرون کردن ژنراتور‌‌‌است.
یک سنکرون سازی نامناسب می‌تواند بر روی سلامت سیستم توان تاثیر بگذارد که نتیجه اصلی این تاثیر می‌تواند ایجاد مشکل در نیرو محرکه ژنراتورها (توربین بخار،دیزل و …)، ژنراتورها، ترانس‌ها و اجزای دیگر سیستم قدرت باشد.
فهرست مطالب
- سنکرون‌کردن ژنراتور به چه معناست؟
- احتیاج به موازی‌کردن ژنراتور
- قابلیت اطمینان
- پیوستگی خدمات
- الزامات بار
- کارایی بالا
- افزایش ظرفیت
- توالی فاز
- قطب ولتاژ
- فرکانس
- زاویه فاز
- روش سه لامپ تیره
- روش یک لامپ خاموش و دو لامپ روشن
- سینکروسکوپ
سنکرون سازی ژنراتوربه چه معناست؟
به پروسه تطابق پارامترهایی مانند ولتاژ،. فرکانس،. زاویه فاز، توالی فاز و نوع شکل موج ژنراتور را با سیستم های قدرت دیگر سنکرون سازی می‌نامند در صورتی که پارامترهایی مثل ولتاژ، فرکانس و یا… در ژنراتور با شبکه مطابق باشد نمی‌تواند انرژی را به شبکه تحویل‌دهد. این کار با کنترل سرعت ژنراتور و جریان تحریک آن شکل می‌گیرد.
احتیاج به سنکرون کردن زمانی ایجاد می‌شود که نیاز به تعداد 2 ژنراتور و یا ژنراتور های بیشتر برای تامین تغذیه یک شبکه وجود داشته باشند. این از آنجایی ایجاد می‌شود که بارهای الکتریکی در طی زمان ثابت نبوده و مکررا تغییر‌می‌کنند در نتیجه گاهی اوقات برای دست یابی به انرژی بالاتر نیاز به سنکرون سازی ژنراتورها می‌باشد.
سنکرون سازی پارامترهای دو ژنراتور و یا یک ژنراتور با خط اصلی(برق شبکه) را بر روی هم منطبق خواهد کرد.
مقالات مرتبط:
سنکرون یا موازی کردن دیزل ژنراتور های متفاوت – قسمت 1
راهنمایی سنکرون کردن و تقسیم بار دیزل ژنراتورها به وسیله‌ی DeepSea
نیاز به موازی سازی دو ژنراتور
در بیشتر نیروگاه های موجود برای تامین انرژی الکتریکی از چند ژنراتور به جای یک ژنراتور استفاده خواهد‌شد. این موضوع موازی سازی ژنراتور نام دارد. دلیل به انتخاب این رویکرد در زیر مشخص است.
قابلیت اطمینان
چند واحد کوچک نسبت به یک واحد بزرگ دارای قابلیت اطمینان بیشتری‌است. این بدین دلیل‌است که اگر یک ژنراتور از کار بیفتد، مابقی ژنراتورها کار کرده و کل سیستم قطع نخواهد شد.
پیوستگی خدمات
در شرایط نگه داری دوره ای،قطعی و یا تعمیر تنها یک ژنراتور باید خاموش و از سرویس دهی خارج شود. به دلیل تامین موازی انرژی از قطعی بار جلوگیری می‌شود.
نیازمندی بار
نیازمندی بار در ایستگاه مرکزی مادام در حال تغییر‌است. در زمان کم باری تنها یک و یا دو ژنراتور عمل کرده و در زمان اوج بار براي رفع تقاضا سایر ژنراتورها وارد مدار می‌شوند.
کارایی بالا
زمانی که بار ژنراتور منطبق با بار نامی باشد کارایی آن‌ها بیشینه‌است. این امر با کارکرد یک و یا دو ژنراتور در بار کم و تمام ژنراتورها در پیک بار به ارمغان می آید.
گسترش ظرفیت
همان طور که درخواست برای انرژی الکتریکی پیوسته در حال افزایش‌است، کمپانی های تولید هم در حال گسترش موقعیت مکانی نیروگاه‌ها می باشند. در نتیجه ژنراتورهای جدید باید به صورت موازی با ژنراتورهای قدیمی قرار بگیرند.
شرایط برای موازی کردن و یا سنکرون کردن ژنراتورها
برای موازی کردن موفق دو ژنراتور برخی مسائل بایستی ایجاد شود. برای اتصال موازی دو ژنراتور موارد زیر لازم‌است
توالی فاز
توالی فاز ژنراتور که می‌خواهیم به شین اصلی متصل کنیم بایستی با توالی فاز شین اصلی یکسان باشد. این مشکل در هنگام نصب اولیه و یا پس از نگه داشت ایجاد‌می‌شود.
سطح ولتاژ
ولتاژ RMS ژنراتور بایستی با ولتاژ شبکه یکی باشد. اگر ولتاژ ژنراتور بیشتر‌باشد یک توان غیرحقیقی بالایی ایجاد2می‌شود که از طرف ژنراتور به شبکه تزریق می‌شود.
اگر این ولتاژ کم تر باشد،ژنراتور توان بالای غیرحقیقی را از شبکه جذب می‌کند
فرکانس
فرکانس ژنراتور و شبکه باید یکی باشد. عدم تطابق صحیح این پارامتر باعث افزایش گشتاور لحظه‌ای می‌شود.
زاویه فاز
اختلاف فاز بین ولتاژ ژنراتور و شبکه باید صفر‌باشد.
رویکرد برای موازی کردن ژنراتور
اگر حالت بالا رخ دهد به گفته می گویند که ژنراتورها موازی شده‌اند. رویکرد اصلی این عمل شامل 4 قدم می‌شود.
- ژنراتور 1 انرژی را در ولتاژ و فرکانس نامی به شین تحویل می‌دهد.
- حالا ژنراتور 2 می‌خواهد به ژنراتور 1 متصل شود. با تغییر سرعت فرکانس ژنراتور تغییر می‌کند در نتیجه از این موضوع برای هماهنگ کردن فرکانس ها استفاده می شود. با تغییر جریان تحریک ولتاژ ژنراتور دوم تغییر می‌کند و از این موضوع برای تنظیم ولتاژ استفاده می‌شود.
- توالی فاز در ژنراتور دوم و یا اول باید به مانند توالی فاز شین باشد. این موصوع با نگه داشتن توالی‌های فاز همنام تنظیم دقیق توالی ولتاژها امکان‌پذیر‌است. برای این امر می شود از تکنیک های لامپ سنکرون استفاده‌کرد.
تکنیک‌های سنکرون سازی
تکنیک‌های متنوعی برای سنکرون سازی موجود می باشد. هدف اولیه این روش ها بررسی 4 شرطی است که در بالا بحث شد. متداول ترین روش ها در زیر مشخص شده است
- سه لامپ خاموش
- دو لامپ روشن و یک لامپ خاموش
- روش سینکرونسکوپ
روش سه چراغ خاموش
در زیر شکل مداری را که از آن برای سنکرون سازی سیستم مورد نظر استفاده می شود مشخص شده است. فرض کنید ژنراتور به بار وصل شده و ولتاژ و فرکانس نامی را تامین می کند. حالا ژنراتور دوم می خواهد به ژنراتور اول متصل شود.
این لامپ ها(دارای ولتاژ نامی ژنراتور) از طریق کلید به ژنراتور دوم وصل شده است. همان طور که در شکل مشخص‌است زمانی که تمام شرایط برای موازی‌کردن برپا باشد،. لامپ ها تقریبا باید خاموش باشند.
برای سنکرون کردن ژنراتور دوم با شین، ژنراتور باید با سرعتی که ایجاد‌کننده فرکانس مورد نظر باشد به گردش دربیاید. البته تعداد قطب‌های ژنراتور نیز اهمیت دارد.
حالا برای برابر کردن ولتاژ ژنراتور و شین جریان تحریک ژنراتور زیاد‌می‌شود.
اگر لامپ ها با خاموش و روشن شود مشخص‌کننده این‌است که توالی فاز ژنراتور و شبکه درست‌است. اگر آن‌ها پشت سر هم خاموش و روشن شوند یعنی توالی فاز رعایت نشده‌است.
با تغییر اتصال هر دو سیم می توان این توالی فاز را تغییر داد.
بر مبنی سرعت این روشن و خاموش شدن تفاوت فرکانس ژنراتور و شین اصلی مشخص می‌شود. این تطبیق فرکانس می تواند با تنظیم سرعت ژنراتور ایجاد شود.
زمانی که این پارامترها تنظیم شوند، لامپ‌ها خاموش‌شده و کلید سنکرون سازی می‌تواند بسته شود.
بهترین مزیت این روش، این‌است که نرخ تغییرات بیانگر تفاوت بین ژنراتور2 و شین اصلی‌است. البته ریز اطلاعات در ارتباط با فرکانس در این رو ش در دست نیست.
فرص کنید فرکانس شین 50 هرتز است حالا اگر فرکانس لامپ ها 49 و یا 51 هرتز باشد نحوه روشن و خاموش شدن لامپ‌ها یکسان‌است.
روش دو لامپ روشن و یک لامپ خاموش
نحوه اتصال این روش در عکس زیر مشخص شده‌است و این رویکرد مناسب برای یافتن این‌است که فرکانس ژنراتور بالاتر از شبکه‌است و یا خیر.
در اینجا لامپ L2 در میان خط سنکرون سازی به مانند روش قبل قرار گرفته‌است و لامپ های L1 و L3 به روش تغییر کرده ای قرار گرفته‌اند.
شرایط بررسی ولتاژ به مانند حالت قبل‌است و به این حالت‌است که لامپ پشت سر هم روشن و خاموش می‌شوند. بیشتر و یا کمتر بودن فرکانس در این سیستم نسبت به ترتیب روشن و خاموش شدن لامپ‌ها مشخص‌می‌شود.
اگر ترتیب روشنایی لامپ‌ها 1 و 2 و 3 باشد به معنای این‌است که فرکانس ژنراتور بیشتر از شین اصلی‌است. برای رفع این موضوع سرعت گردش ژنراتور بایستی کاهش پیدا کنند.
اگر ترتیب روشنایی لامپ 1،3 و سپس 2باشد نشانگر این‌است که فرکانس ژنراتور کمتر‌است.
در این حالت سرعت گردش ژنراتور بایستی افزایش پیدا کند. کلید سنکرون سازی زمانی بسته خواهد‌شد که لامپ‌های 1 و 3 روشن و لامپ 2 خاموش‌باشد.
مشکل این روش این‌است که توسط آن توالی فاز قابل بررسی نیست. در نتیجه استفاده از این روش در اولین نصب زمانی که تنها توالی فاز مشخص نمی باشد کاملا بی مورد‌است.
روش سینکرونسکوپ
این روش مانند حالت قبل‌است که نشانگر این موضوع‌است که وضعیت فرکانس ژنراتور نسبت به شبکه چگونه‌است. این وسیله برای سنکرون سازی بهتر استفاده‌شده و دارای دو ترمینال‌است
یکی از ترمینال‌ها نام خروجی دارد و باید شین خروجی و یا ژنراتور موجود وصل‌شود و یکی از ترمینال‌ها ورودی‌است و ژنراتور ورودی به آن وصل می‌شود.
سینکرونسکوپ قادر به چرخیدن در جهت عقربه‌ها و عکس عقربه‌های ساعت‌است.
پس از بررسی وضعیت ولتاژ، اپراتور باید سینکروسکوپ را بررسی کند. نرخ سرعت چرخش نشانگر شاخص تقاوت بین فرکانس ورودی و خروجی‌است.
همچنین جهتی که نشانگر می‌چرخد،. اطلاعاتی را می‌دهد همچون این که فرکانس ژنراتور بیشترو یا کمتر‌است و این اهمیت ندارد سرعت این چرخش زیاد و یا کم‌باشد.
اتصال صحیح به این صورت‌است که سرعت ژنراتور را به گونه‌ای تغییر دهد که نشانگر چرخش حداقلی داشته‌باشد. بنابراین حضور سینکروسکوپ و ولتمتر کافی‌است. البته در بیشتر موارد برای انجام بررسی مجدد از لامپ هم استفاده‌می‌شود.
این‌ها روش‌های سنکرون کردن ژنراتور می‌باشند. این پروسه باید با دقت بالا صورت بگیرد تا خطایی در سیستم رخ ندهد و آسیبی به ماشین وارد نشود. البته این روزه به دلیل دقت پایین فقط به روش‌های لامپ اعتماد نمی شود.
این کار نیاز به یک فرد متخصص داردکه کار با وسایل را بلد باشد. همانطور که در بالا گفته‌شد در بیشتر موارد از روش سینکروسکوپ در کنار روش‌های لامپ استفاده‌می‌شود.
تجهیزات اتوماتیک سنکرون کردن مدرن از سیستم‌های حاوی میکروپروسسور استفاده‌می‌کنند. این روش‌ها مدیریت ساده تر داشته و قابلیت اطمینان بالاتری دارند.